2017-2021全国高考真题物理汇编：匀变速直线运动的研究.docx

2017-2021全国高考真题物理汇编
匀变速直线运动的研究
一、多选题
1．（2018·全国·高考真题）甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．在t1时刻两车速度相等
B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等
C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等
D．在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等
2．（2018·全国·高考真题）甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是（　　）。

A．两车在t1时刻也并排行驶 B．在t1时刻甲车在后，乙车在前
C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大
二、单选题
3．（2017·浙江·高考真题）汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为0.5s．汽车运动的图如图所示，则汽车的加速度大小为

A． B． C． D．
4．（2017·浙江·高考真题）拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里．把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是

A．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快
B．玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动
C．玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快
D．玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快
5．（2017·浙江·高考真题）某探险者在野外攀岩时，踩落一小石块，约5s后听到石头直接落到崖底的声音，探险者离崖底的高度最接近的是（　　）

A．25m B．50m C．110m D．150m
6．（2018·浙江·高考真题）如图所示，竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面．某一竖井的深度约为104m，升降机运行的最大速度为8m/s，加速度大小不超过，假定升降机到井口的速度为零，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是

A．13s B．16s C．21s D．26s
7．（2018·浙江·高考真题）杂技运动员在训练时的照片如图所示．有一小球自由落下，碰到水平桌面后反弹，如此数次落下和反弹．若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力不计，则下列v--t图像中正确的是(　　)

A． B．
C． D．
8．（2019·全国·高考真题）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H．上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2．不计空气阻力，则满足

A．1<<2 B．2<<3 C．3<<4 D．4<<5
9．（2019·浙江·高考真题）甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移-时间图象如图所示，则在0～t1时间内

A．甲的速度总比乙大
B．甲、乙位移相同
C．甲经过的路程比乙小
D．甲、乙均做加速运动
10．（2019·浙江·高考真题）一辆汽车沿平直道路行驶，其v－t图象如图所示．在t=0到t=40s这段时间内，汽车的位移是（   ）

A．0 B．30m C．750m D．1200m
三、实验题
11．（2017·浙江·高考真题）在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中
（1）下列说法中不正确或不必要的是 ______（填字母）.
A．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动
B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行
C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释车
D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始
(2)图1是实验中打下的一段纸带.算出计数点2的速度大小为________，并在图2中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出．

（3）作图___并求得小车的加速度大小为_______

12．（2018·北京·高考真题）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律．

主要实验步骤如下：
a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次．
b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示．

c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示．

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________和___________(填选项前的字母)．
A．电压合适的50 Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平(含砝码)
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v-t图像_____________．
（3）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是___________．v-t图像斜率的物理意义是______________________．
（4）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对△t的要求是______（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的△x大小与速度测量的误差______(选填“有关”或“无关”)．
（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的_____________________．

13．（2017·全国·高考真题）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。 （已知滴水计时器每30s内共滴下91个小水滴）

(1)由图（b）可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的；
(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为______m/s，加速度大小为______m/s2。（结果均保留2位有效数字）
14．（2017·全国·高考真题）某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．

实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．
完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝__
(2)由图(c)可求得vA＝______cm/s，a＝______cm/s2.(结果保留3位有效数字)
15．（2019·全国·高考真题）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验．实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照．已知相机每间隔0.1s拍1幅照片．
（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是_______．（填正确答案标号）
A．米尺 B．秒表 C．光电门 D．天平
（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法．
答：_____________________________________
（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，则该地的重力加速度大小为g=___m/s2．（保留2位有效数字）
16．（2019·全国·高考真题）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）．

17．（2021·天津·高考真题）某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为、、、、、。

①写出小球在位置1的速度表达式___________。
②要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式___________。
③在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是___________误差。（填“偶然”或“系统”）
四、解答题
18．（2017·浙江·高考真题）游船从码头沿直线行驶到湖对岸，小明对过程进行观察，记录数据如下表，

运动过程
运动时间
运动状态
匀加速运动

初速度；末速度
匀速运动

匀减速运动

靠岸时的速度

（1）求游船匀加速运动过程中加速度大小，及位移大小；
（2）若游船和游客总质量，求游船匀减速运动过程中所受合力的大小F；
（3）求游船在整个行驶过程中的平均速度大小 ．
19．（2021·浙江·高考真题）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
（2）若路面宽，小朋友行走的速度，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；
（3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。

五、填空题
20．（2017·上海·高考真题）物体以25m/s的初速度做竖直上抛运动，经过____s到达最高点，它在第三秒内的位移为_____m．（g取10m/s2）
参考答案
1．CD
【详解】
A．位移−−时间图像的斜率表示物体运动的速度，由图可知，在t1时刻两图像的斜率不相等，即t1时刻两车的速度不相等，故A错误；
B．在0时刻，乙车的位置坐标为0，甲车在乙车的前方， t1时刻两车位置坐标相同，为x1，故从0到t1时间内，甲车走过的路程小于乙车走过的路程，故B错误；
C．t2时刻两车位置坐标相同，为x2，故从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，故C正确；
D．由图可知，在t1到t2时间内的某时刻，两图像的斜率相等，即两车的速度相等，故D正确。
故选CD。
2．BD
【详解】
AB．0~t1时间内
t1~t2时间内
t2时刻两车相遇，但0~t1时间内两者的位移差小于t1~t2时间内两者的位移差，则t1时刻甲在乙的后面，A错误B正确；
CD．由图象的斜率知，甲、乙两车的加速度均先减小后增大，C错误D正确。
故选BD。
3．C
【详解】
根据速度时间图像可以知道，在驾驶员反应时间内，汽车的位移为,所以汽车在减速阶段的位移根据可解得：故C对；ABD错；
综上所述本题答案是：C
【点睛】
驾驶员在发应时间内做匀速运动，根据图像可以求出匀速过程的位移，再利用求出运动过程中的加速度的大小．
4．C
【详解】
抽出空气前.金属片和口小羽毛受到空气阻力的作用，不是自由落体运动，羽毛受到的空气阻力大，所以加速度小，则下落的慢，故AB错误.抽出空气后金属片和小羽毛都不受空气阻力作用.只受重力作用运动，都做加速度为重力加速度的自由落体运动，下落一样快.故C正确.D错误.
综上所述本题答案是：C
5．C
【详解】
由于声音在空气中传播的速度比自由落体下落5s的速度大的多，可以忽略声音在空气中的传播时间，由自由落体规律 则选C.
6．C
【详解】
升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，在加速阶段，所需时间，通过的位移为，在减速阶段与加速阶段相同，在匀速阶段所需时间为：，总时间为：，故C正确，A、B、D错误；
故选C．
【点睛】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，根据速度位移公式和速度时间公式求得总时间．
7．B
【详解】
下落过程，速度越来越大，方向为正，当碰撞瞬间，速度发生突变（即没有时间发生改变，一瞬间速度即变为负向最大，如D图表示有一定的时间发生改变）为竖直向上，即方向为负，由于碰撞能量损失，所以起跳的速度要小于刚落地时的速度，如此重复，故B正确．
8．C
【详解】
运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动．则根据初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系，可知，即，故本题选C．
9．B
【详解】
A．因x-t图像的斜率等于速度，可知在0～t1时间内开始时甲的速度大于乙，后来乙的速度大于甲，选项A错误；
B．由图像可知在0～t1时间内甲、乙位移相同，选项B正确；
C．甲乙均向同方向做直线运动，则甲乙的路程相同，选项C错误；
D．由斜率等于速度可知，甲做匀速运动，乙做加速运动，选项D错误．
10．C
【详解】
在v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移，故在40内的位移为，C正确．
【点睛】
在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移．
11．     AD     0.58-0.61     见解析     1.43~1.53
【详解】
(1)[1]A．探究小车的速度与时间的变化，并没有要求小车只在拉力作用下运动，即平衡摩擦力不是必要的，A不是必要的，符合题意；
B、连接小车的细绳需要与木板平行，否则就要涉及到绳子拉力分解问题，即拉力是一个变力，B是必要的，不符合题意；
C．操作时应先开电源再释放小车，C是必要的，不符合题意；
D．在处理纸带时，由于第一点并不确定，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，D不是必要的，符合题意；
故选AD。
(2)[2]根据图中x1=3.80cm=0.0380m，x3=15.70cm=0.1570m，所以有
(3)[3]根据描点作一条过原点的直线，如图所示

[4]直线的斜率即为小车的加速度，所以加速度为
12．     A     C     如图所示：
     小车的速度随时间均匀变化        加速度     越小越好     有关     如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移x∝t2．因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化．
【详解】
（1）打点计时器需用交流电源；为了计算速度需要利用刻度尺测量长度．故需要的仪器选AC
（2）利用所给点迹描点连线，得图像

其中C点的横坐标为3T，纵坐标为
（3）结合图像可以看出小球速度随时间均匀变化，所以小球做匀加速运动，图像的斜率代表了运动时的加速度
（4）越小，则越接近计数点的瞬时速度，所以越小越好，计算速度需要用到的测量值，所以大小与速度测量的误差有关．
（5）如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移x∝t2．因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化．（要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证．）
点睛：本题考查了速度与与时间得关系，速度没有办法直接测量，所以要利用物理关系转化，转换成我们能够测量的量，然后在来验证速度与时间得关系．
13．     从右向左     0.38m/s     0.15m/s2
【详解】
(1)[1]由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。
(2)[2]已知滴水计时器每30s内共滴下91个小水滴，那么各点时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度，得
那么加速度的大小为0.15m/s2。
14．              
【详解】
（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且联立解得：；
（2）由图（c）结合几何关系可求得，，即．
【点睛】
此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量．
15．     A     将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺．     9.7
【详解】
此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离;就本实验而言,因为是不同照片,所以是测量连续几张照片上小球位置之间的距离;加速度求解仍然用逐差法计算,注意是bc与ab之间的距离差.
16．     A     0.233     0.75
【详解】
分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度．
故本题正确答案为：A；0.233；0.75．
17．               偶然
【详解】
①[1]匀变速直线运动中，中间时刻速度等于平均速度，所以1位置的速度为
②[2]题中要求充分利用数据，利用逐差法求解加速度，则

解得加速度为
③[3]读数产生的误差是人为因素造成的，属于偶然误差。
【点睛】
一般来说，偶然误差是主观因素引起的误差，比如读数错误，操作错误等；系统误差是客观因素造成的，比如测量工具本身的精确度不够，测量方法带来的不可避免的误差等。
18．(1) 0.105m/s2, 84m (2) 400N(3) 3.86m/s
【详解】
（1）根据代入数据可解得：
根据
（2）游船匀减速运动过程的加速度大小
根据牛顿第二定律得到F=ma=8000×0.05=400N
所以游船匀减速运动过程中所受的合力大小F=400N
匀加速运动过程位移x1=84m
匀速运动位移x2=vt=4.2×(640-40)m=2520m
匀减速运动过程位移
总位移
行驶总时间为t=720s
所以整个过程中行驶的平均速度大小
综上所述本题答案是：(1)0.105m/s2,84m (2)400N (3)3.86m/s
【点睛】
利用求解加速过程和减速过程中的加速度，并利用平均速度的概念求解运动中的平均速度．
19．（1），；（2）20s；（3）
【详解】
（1）根据平均速度

解得刹车时间

刹车加速度

根据牛顿第二定律

解得

（2）小朋友过时间

等待时间

（3）根据

解得

20．     2.5     0
【详解】
到达最高点的时间：；
第2s末的速度：v2=v0-gt=(25-10×2)m/s=5m/s；
则它在第三秒内的位移为
【点睛】
此题关键要搞清竖直上抛运动的规律；可用分段法处理，也可用整体法处理；注意位移的矢量性.
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